摘要：针对剑杆织机引纬机构空间球面特殊的运动特征和载荷变化等问题,分别将空间机构运动的几何等同性和动静法的方法应用到该机构的运动函数和轴承载荷的推导中。对该球面机构中做空间运动的构件开展了输出运动特性和惯性载荷特性的分析,建立了输出转角、动能以及惯性力矩与输入转角之间的直接表达关系,通过将已建立的三维模型导入Adams软件,利用其中的机构分析功能对引纬机构进行了动态仿真,对比了由理论计算与仿真得到的曲线。研究结果表明,球面4R机构中的两个结构参数影响其空间构型及空间连杆的运动空间,是箱体设计的依据要素;空间连杆的载荷可以通过公式计算。

摘要：偏航控制过程中,滑动式偏航系统载荷特性是影响风力发电偏航系统安全可靠性的关键因素,现以2 MW风力发电机为研究对象,采用IEC标准中Von Kamman谱模拟湍流风,考虑重力载荷、气动载荷及惯性载荷的影响,建立风力发电机组模型,基于Bladed软件仿真风力发电机偏航时机组的动态特性,研究偏航时风况、偏航速度及偏航角度对滑动式偏航系统荷载的影响规律,为风力发电机的运行维护及改进设计提供依据。研究结果表明,偏航过程中同时变桨,变桨速率对偏航轴承的荷载有重要影响。湍流强度影响偏航轴承的疲劳和极端载荷的波动情况,偏航速度越大,偏航轴承处极限荷载越大。

摘要：齿条接缝冲击直接作用于车辆-轨道耦合系统,能够显著改变系统载荷特性。为探究齿条接缝冲击作用对轨道系统关键载荷特性的影响,首先基于车辆-轨道耦合动力学理论建立齿轨车辆-轨道耦合动力学模型;其次基于齿轮啮合特性,分析齿条接缝处齿距偏差与线外啮入冲击力间的量化关系;最后分析不同列车运行速度下,齿条接缝处轨道系统载荷特性。研究表明,齿条接缝处齿距偏差及列车运行速度对齿轨系统载荷特性具有重要影响,为防止齿条接头处屈服变形,建议列车运行速度30 km/h时齿条接缝处齿距偏差应控制在4 mm以下。研究成果可为运维部门制定齿轨铁路养护标准提供理论参考。

摘要：为研究拖拉机旋耕作业载荷对动力输出传动系振动特性的影响,采用系统动力学建模、台架试验验证、田间试验与仿真分析相结合的方法加以分析。首先,在分析动力输出传动系结构的基础上,建立了描述其载荷传递机理的扭振耦合空间动力学模型,此模型详细考虑了横向和垂向的齿轮啮合传递效应。其次,利用拖拉机PTO加载试验台对模型的仿真结果进行试验验证,验证结果表明:横向和垂向的啮合频率误差最大分别为4.24%和5.12%,满足建模要求。然后,搭建了由无线扭矩传感器、北斗定位系统等组成的作业数据采集系统,分别采集了拖拉机在L1(2.07 km/h)、L2(3.10 km/h)、L3(5.29 km/h)常用挡位下的田间旋耕作业数据,田间试验结果表明:旋耕作业的载荷水平和波动范围均随着作业挡位、行驶速度的升高而增大。最后,利用所建立的动力学模型仿真分析了不同作业挡位PTO负荷对齿轮传递特性的影响,结果表明:拖拉机旋耕作业挡位越高,由PTO载荷波动所引起的传动系振动位移越大,而且主要体现在横向振动。

摘要：研究一种高效精确求解行星齿轮系统,在有误差情况下系统的不均载力学特性。应用有限元软件ABAQUS的PYTHON参数化设计语言,对含有5个行星齿轮的新能源汽车行星齿轮减速器,进行齿轮系统基于六面体网格单元的的参数化有限元建模;利用非线性接触分析方法求解减速器系统在有零部件制造和装配误差情况下,分析系统中行星齿轮的载荷分布特性,包括误差大小对不均载的影响,太阳轮输入载荷对不均载的影响。有限元分析结果与参考文献中的试验结果具有完全一致的结论,从而证明了分析方法的正确性。所提供的方法可以方便求解行星齿轮传动系统的不均载系数,对提高行星齿轮设备整机传动性能、寿命及新产品开发具有重要意义。

摘要：抗爆容器在内部炸药爆炸作用下的研究与应用是涉及含能材料、爆炸与冲击动力学、振动力学的多学科交叉问题。抗爆容器的内部爆炸效应与动态力学行为研究是提升装备抗爆性能的重要基础,其中的应变增长、反直观等行为与机理是具有重要科学价值的研究问题。本研究从抗爆容器的内部爆炸载荷特性与效应、金属抗爆容器的动力学响应机理、抗爆容器的复杂工况、温压炸药和破片战斗部的爆炸效应、复合材料抗爆容器等五个方面综述了相关研究进展和关键科学发现。分析指出只有在建立有效的力学分析模型和充分揭示结构动力学响应机理的基础上,才能有效指导复杂工况下的爆炸毁伤效应评估和防护结构分析设计。针对高能毁伤炸药和高性能防护材料带来的挑战和机遇,提出了爆炸毁伤与安全防护研究的重要方向和发展趋势。

摘要：为揭示侵彻过程中战斗部对引信边界载荷的影响规律,建立战斗部动力学模型和有限元模型。通过有限元差分法计算和数值模拟分析战斗部在不同频率半正弦信号激励下对引信的瞬态加载特性,并采用数值模拟和打靶试验研究弹靶作用时弹体和引信体的过载时域响应特性,通过冲击响应谱数值计算得到引信过载在频域范围的响应放大倍数。研究结果表明:侵彻战斗部在宽频域范围具有明显的轴向振动放大特性。引信过载频响特性与谐响应分析结果表明,侵彻战斗部在宽频域范围轴向振动放大特性的根本原因是战斗部1阶或多阶轴向振动固有频率的谐振,为指导弹载产品的抗高过载优化设计提供了依据。

摘要：针对传统POT外推方法存在的两方面问题:对非平稳载荷适应性不足以及缺少对外推重构环节的讨论,提出基于经验模态分解-峰值超阈值(Empirical mode decomposition-peaks over threshold,EMD-POT)模型的载荷时域外推方法。首先,以拖拉机传动轴为研究对象,对其在犁耕工况下的实测数据进行载荷特性分析,结果表明,拖拉机作业状态的频繁转换是造成载荷非平稳的主要因素。其次,针对第一个问题,结合EMD方法,在不考虑趋势载荷的情况下,实现对主成分载荷的无损提取;针对第二个问题,提出外推负载筛选、阈值限定与极值排序相结合的方法,实现外推载荷的精准重构。最后,将外推后的主成分载荷与趋势载荷进行叠加实现载荷时域外推。将改进的外推方法与传统POT外推方法得到的结果进行对比,结果表明,改进方法能够显著解决传统方法在处理非平稳载荷时外推结果失真的问题,提出的重构方法能够进一步提高外推与实测载荷循环的一致性,均值和标准差的稳定性分别提高了28.5%和31.2%。损伤计算结果表明,改进方法的累计损伤能够合理覆盖实测损伤,相比于随机重构方法,损伤一致性提高了9.4%。外推结果可为仿真分析及可靠性试验提供更准确的负载输入,进一步提高了载荷谱的编制精度。

摘要：高速动车组转向架构架不仅承受和传递来自一系和二系悬挂系统的载荷,而且承受来自电机、齿轮箱以及牵引制动等部件产生的载荷,因此,这些载荷引起的构架结构疲劳可靠性受到广泛关注,但这些与构架结构可靠性密切相关的载荷却少有研究。该文提出解耦和降维法识别某型高速动车组构架轴箱弹簧垂向载荷、定位节点横向载荷、电机垂向和横向载荷、齿轮箱垂向载荷以及抗侧滚装置载荷,制作测力构架并首次实际线路全面测试该型动车组运行过程中载荷引起的应变信号,列车最高试验速度368 km/h。对测试数据进行处理和分析,获得了高速动车组运行工况下这些载荷的时间历程,分析了载荷的时域和频域特征,给出了轴箱弹簧载荷峰值与运行速度之间关系。采用雨流计数法统计了载荷峰谷值和频次,获得了不同速度等级下载荷谱,给出了构架200万次试验条件下的等效载荷。结果表明:轴箱弹簧载荷、定位节点横向载荷、电机载荷以及齿轮箱载荷受列车运行速度和轨道激扰影响明显,抗侧滚装置受列车速度和曲线条件影响明显,轨道随机激扰对抗侧滚装置载荷影响不明显。钢轨现场焊接接头不平顺使得轴箱弹簧承受明显的冲击载荷并作用于构架,且该冲击载荷频率一般为49 Hz~51 Hz。列车正线行驶时,轴箱弹簧载荷最大动荷系数0.23,构架侧滚和浮沉载荷系数最大值分别为0.14和0.1。电机和齿轮箱载荷峰值接近标准JIS E4208给出的动载荷值。幅值频率积可直观地表示中高频范围内载荷幅值变化特性。该文研究结果对高速动车组动力学研究和构架结构设计及疲劳试验等具有重要意义。

摘要：在全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀破岩过程中,强冲击载荷下产生的切削应力通过刀座系统传递至刀盘,引起刀座系统剧烈振动,造成螺栓松动断裂甚至滚刀掉落等严重的工程问题。为此,通过开展破岩实验来研究TBM滚刀刀座系统的振动特性。利用多功能刀具切削性能测试实验台开展TBM滚刀切削红砂岩和花岗岩的实验,并采集滚刀破岩过程中的三向载荷和刀轴振动加速度数据。通过对比分析红砂岩和花岗岩地层下滚刀破岩的载荷—时间历程曲线,得到破岩过程中滚刀刀座系统载荷的动态变化特性,以及不同地层下滚刀刀轴的振动响应特性。研究结果可为TBM滚刀刀座系统的减振设计提供理论依据。